Dinamica della popolazione nel tempo. Tasso di natalità e tasso di mortalità specifico, tasso di variazione della popolazione

Dinamico (temporaneo)– caratterizzare i processi che avvengono in una popolazione in un certo periodo di tempo: natalità, mortalità, tasso di crescita.

1. Fertilità– il numero di individui nati in una popolazione in un certo periodo di tempo (ora, giorno, mese, anno). Caratterizza il tasso di ricostituzione naturale della popolazione dovuta alla riproduzione. Si distinguono: tipi di fertilità:

a) Massima fertilità (fisiologica) – tasso massimo teorico di formazione di nuovi individui in condizioni ideali ambiente. È legato al concetto potenziale biotico – tempo di cattura da parte di una specie dell'intera superficie della Terra, soggetto alla sopravvivenza del 100% della prole.

Esempio: per i batteri – 1 giorno, per le alghe – 16 giorni, per una mosca – 366 giorni, per un elefante – 376.000 giorni.

In condizioni reali, la massima fertilità non è possibile, poiché solo una piccola percentuale di individui sopravvive fino all’età riproduttiva.

b) Fertilità ecologica (realizzata).– aumento della dimensione della popolazione in condizioni ambientali specifiche reali.

Succede 2 tipi:

- tasso di natalità assoluto– il numero di individui nati in un certo periodo in una popolazione.

Esempio: in una città di 100.000 abitanti sono nati 8.000 neonati, quindi il tasso di natalità assoluto = 8.000mila persone all'anno.

- tasso di natalità specifico– il numero di individui nati in un certo tempo, calcolato per individuo nella popolazione.

Esempio: il tasso di natalità specifico per la stessa città è 0,08 (8%).

2. Mortalità– il numero di individui morti in una popolazione in un certo periodo.

La mortalità varia a seconda delle condizioni ambientali, dell'età e dello stato della popolazione ed è spesso espressa come valore relativo: la proporzione di individui (rispetto al numero iniziale) che sono morti durante certo tempo. La mortalità può essere minima ed ecologica (realizzata). Mortalità minima rappresenta la morte di individui in condizioni di esistenza ideali per la popolazione (in assenza di fattori limitanti). Mortalità ambientale– questa è la morte degli individui nelle reali condizioni di esistenza.

Esiste 3 tipi di mortalità, che corrispondono ad alcune curve di sopravvivenza (figura):

Curva di tipo I caratteristico degli organismi la cui mortalità durante la vita è insignificante, ma aumenta alla fine di essa. Una curva ideale per la sopravvivenza di una popolazione in cui solo l’invecchiamento è il principale fattore che influenza la mortalità (ad esempio, popolazioni di animali da laboratorio in condizioni ideali, persone in paesi sviluppati, Alcuni grandi mammiferi) Questo è il cosiddetto " Curva della Drosophila».

Curva di tipo II caratteristica delle specie in cui la mortalità rimane approssimativamente costante per tutta la vita. Queste potrebbero essere popolazioni in crescita condizioni ottimali ambiente (ad esempio, popolazioni di uccelli altamente organizzati, mammiferi). Questo " curva dell'idra».

Curva di tipo III riflette la morte di massa degli individui nel periodo iniziale della vita e la mortalità è costante per tutta la vita degli organismi. Fattore principale, che determina la mortalità, è il caso (“la popolazione dei bicchieri di vetro nella mensa”). Questa curva è caratteristica della maggior parte delle popolazioni vegetali e animali (ad esempio, molti pesci, invertebrati, piante e altri organismi che non si prendono cura della prole e sopravvivono enorme quantità uova, larve, semi, ecc.). Questo " curva dell'ostrica».

Figura - Curve di sopravvivenza

Lo studio della mortalità ha importante per determinare il grado di vulnerabilità delle popolazioni nazionali di parassiti.

3. Tasso di crescita della popolazioneè la variazione della dimensione della popolazione per unità di tempo. Può essere positivo, zero o negativo e dipende dagli indicatori di fertilità, mortalità e migrazione degli individui. Esistono tassi assoluti e specifici di crescita della popolazione:

a) tasso di crescita assoluto (totale) – espresso da un cambiamento nella dimensione della popolazione in un periodo di tempo;

b) tasso di crescita specifico– il rapporto tra il tasso di crescita e il numero iniziale.

Il tasso di crescita può essere espresso come una curva di crescita della popolazione (Figura).

Figura - Curve di crescita della popolazione

Esiste due principali modelli di crescita della popolazione:

- Curva J – riflette illimitato crescita esponenziale dimensione della popolazione, indipendente dalla densità di popolazione. Un simile aumento delle popolazioni si osserva talvolta in natura: la “fioritura” dell'acqua a seguito del rapido sviluppo del fitoplancton, un'epidemia di riproduzione di massa di alcuni parassiti, la crescita di batteri in una coltura fresca. Tuttavia, ciò non accade per molto tempo, poiché una volta superata la capacità media, ciò accadrà inevitabilmente. un forte calo numeri.

- Curva a forma di S (sigmoide, logistica). – riflette crescita di tipo logistico in condizioni ambientali reali, a seconda della densità di popolazione, in cui il tasso di crescita della popolazione diminuisce all'aumentare del numero (densità). All'inizio, la crescita della popolazione è piccola, ma poi aumenta, ma dopo un po' rallenta e raggiunge un plateau (figura).

4 Strategie ecologiche delle popolazioni

Strategie ecologiche delle popolazioni- Questo caratteristiche generali crescita e riproduzione all’interno di una data popolazione. Nel 1938, il botanico russo Leonty Grigorievich Ramensky lo identificò tre tipi principali di strategie di sopravvivenza tra le piante:

- violenti- sopprimere tutti i concorrenti. Questi includono alberi, canne, muschi di sfagno, che dominano le zone umide;

- pazienti– specie che possono sopravvivere in condizioni sfavorevoli (“amanti dell’ombra”, “amanti del secco”, “amanti del sale”, ecc.);

-esperti- specie che possono apparire rapidamente dove le comunità indigene sono disturbate - in radure e aree bruciate (fireweed, pioppo tremulo, betulla), in acque poco profonde, ecc.

In base al tasso di crescita della popolazione, al tasso di natalità, al tasso di mortalità e ad altre caratteristiche, si distinguono diverse strategie ecologiche delle popolazioni:

a) r-strateghi (r-specie, r-popolazioni)– popolazioni di individui a rapida riproduzione ma meno competitivi. Hanno una curva di crescita della popolazione a forma di J (esponenziale). Tali popolazioni si diffondono rapidamente, ma sono instabili e muoiono rapidamente. Questi includono batteri, afidi, piante annuali, ecc.

b) k-strateghi (k-specie, k-popolazioni)– popolazioni di individui a riproduzione lenta, ma più competitivi. Hanno una curva di crescita della popolazione a forma di S. Tali popolazioni abitano habitat stabili. Questi includono uccelli, mammiferi, alberi, ecc.

Nonostante i migliori sforzi degli scienziati per contare quante specie di animali popolano il pianeta, è impossibile farlo. Pertanto, per l'analisi vengono utilizzate le specie descritte, aventi un nome preciso in conformità con nomenclatura zoologica. Le statistiche sugli animali ci consentono di valutare lo stato della fauna sul pianeta.

Popolazione degli animali sulla terra

Negli ultimi decenni si è assistito ad un aumento del numero di individui dovuto a piccole forme protozoarie. Secondo la ricerca degli scienziati, la popolazione negli oceani e nei mari è quasi tre volte superiore meno specie e classi che a terra:

Allo stesso tempo, il Libro rosso ha raccolto migliaia di specie in via di estinzione.

Animali domestici

Le statistiche sugli animali domestici danno un'idea del numero di animali domestici presenti paesi diversi pace. La maggior parte dei proprietari di animali domestici si trova nei paesi dell’America Latina. In Argentina, oltre l'80% della popolazione possiede animali domestici, in Brasile circa il 75%. Al terzo posto si trova la Russia, dove quasi il 73% dei partecipanti al sondaggio ha animali in casa. Negli Stati Uniti la cifra è del 70%.

In Russia e Francia, la preferenza è data ai gatti, e in America Latina cani. Anche gli uomini iniziano spesso pesci d'acquario, e le donne tradizionalmente preferiscono i gatti.

Nessuno tiene statistiche sugli animali randagi, poiché ci sono molti luoghi non registrati dove vivono e si nutrono, ma in realtà rimangono senza proprietario. Ciò include villaggi turistici e cooperative di garage. In tali habitat, gli animali vengono nutriti e hanno prole, che in seguito diventa randagia.

Le statistiche sugli animali senza casa sono terrificanti: il tasso di natalità degli animali domestici senza proprietario supera significativamente la capacità delle persone di adottarli da un rifugio.

Secondo la ricerca organizzazione più grande Benessere degli animali negli Stati Uniti – La Humane Society of gli Uniti Uniti (HSUS), ogni anno dai 6 agli 8 milioni di individui finiscono nei rifugi del Paese.

Solo 3-4 milioni ricevono nuovi proprietari. Il resto, come mostrano gli animali, viene sottoposto ad eutanasia.

Secondo le statistiche, gli animali randagi muoiono per strada a causa del gelo, delle malattie e delle ferite. In Russia, Ucraina e Kazakistan nascono più cuccioli e gattini di quanti possano essere adottati in famiglia.

Estinzione totale del mondo animale

Il World Wildlife Fund, che lavora per preservare e ripristinare la fauna selvatica, segnala un significativo calo della popolazione animale. Se la tendenza continua, entro il 2020 il loro numero potrebbe diminuire di 2/3. Le statistiche mondiali sull’estinzione degli animali mostrano che oltre il 38% della fauna è a rischio di completa estinzione . Questi numeri sono più di 100 volte superiori ai tassi di estinzione naturale:

Ragioni del forte calo della popolazione:

• aumento delle attività umane (bracconaggio, inquinamento ambientale).

Le statistiche sulla scomparsa degli animali portano al fatto che il ciclo della natura potrebbe presto essere interrotto.

Ragioni della morte delle popolazioni

Il motivo principale della morte della fauna è il trattamento crudele. Le statistiche sugli animali indicano perdite significative nel regno animale. Ogni anno vengono uccisi più di 2 milioni di cani e gatti per ottenere la lana. In generale, vengono uccisi circa 100 milioni di individui vari tipi animali solo per la loro pelliccia.

Le statistiche sulla crudeltà sugli animali includono anche lo sterminio specie unica, sono negli elenchi a rischio di estinzione. E tutto questo viene fatto per il bene delle pellicce.

Gli animali che vivono negli zoo, nei circhi nomadi e negli acquari subiscono un trattamento crudele. Migliaia di cani e gatti muoiono a causa di trattamenti crudeli per strada, molti di loro si rompono le ossa quando si scontrano con i veicoli. Le statistiche sull’estinzione degli animali praticamente non tengono conto di questi casi.

Un altro pericolo è il trasporto in aereo. Statistiche sugli animali che viaggiano con le note dei proprietari rapida crescita. I cani trasportati nel vano bagagli durante un viaggio aereo possono morire durante il volo per colpa umana.

Le statistiche sugli animali che soffrono per mano dei loro assassini mostrano che tra gli uomini si verificano più attacchi agli animali. Percentuale di crimini per età:

La maggior parte degli sfasciatori sono cresciuti qui famiglie disfunzionali. Le statistiche sulla morte degli animali indicano che gli esperimenti in medicina e cosmetologia non sono molto inferiori nel numero di casi di bullismo.

Non si può discutere con i numeri: da 25 a 100 milioni di individui vengono utilizzati per scopi di laboratorio (scimmie, cani, conigli, gatti, uccelli).

Quanti animali muoiono secondo le statistiche in natura? Ogni anno muoiono più di 3.000 gorilla, 4.000 scimpanzé e centinaia di bonobo. Fungono da cibo naturale per le popolazioni africane.

Malattie e lesioni degli animali

Uno dei motivi della diminuzione del numero di individui è. In Russia è considerata una delle malattie più pericolose che colpiscono gli animali. Tuttavia, dentro Ultimamente Si osserva una diminuzione significativa del numero di casi di infezione: nei cani - del 45% e nei gatti - del 30%.

Le statistiche sulla morbilità degli animali in natura mostrano una percentuale più elevata di infezione nelle volpi, nei procioni, nelle martore, negli alci e nei tassi.

Quanti animali rompono le ossa secondo le statistiche? Quantità più grande le fratture sono associate a traumi. Più del 70% dei casi nei cani si verifica in caso di caduta, nei gatti circa il 55% in caso di caduta alta altitudine. Oltre alle fratture, gli animali devono affrontare malattie del sistema visivo. Ci sono molti animali domestici affetti da glaucoma.

La statistica della gastroenterite negli animali è legata all'organizzazione della loro dieta. Poiché la valutazione dello shopping è guidata da beni di classe economica.

Statistiche dell'epatosi negli animali indica anche disturbi alimentari. La causa potrebbe essere la scarsa qualità del cibo o dei farmaci.

Alimentare la crescita del mercato

L'aumento della domanda di alimenti pronti per animali è diventato uno stimolo per lo sviluppo dell'industria dei mangimi. Solo negli Stati Uniti ogni anno vengono venduti prodotti per un valore di oltre 10 miliardi di dollari. In Russia i costi ammontano a circa 1 miliardo di dollari.

Nielsen ha condotto uno studio sul mercato dei mangimi per animali. Le statistiche mostrano che la sua crescita continua e la differenza nei costi tra i residenti della CSI e dell'Europa sta rapidamente diminuendo.

Secondo l'azienda Comcon in Russia, il 58,9% dei proprietari di cani e il 37,3% dei proprietari di gatti acquistano alimenti specializzati.

Indicatori di produttività

Le statistiche sulla produttività degli animali da allevamento per il 2016 riflettono in modo eloquente il rapporto tra il numero di individui e le materie prime ottenute:

I maiali sono considerati i più produttivi in ​​termini di produzione di carne. Ma le mucche sono l'unica fonte di latte, quindi la necessità di allevarle non è meno importante.

Casi di attacchi alle persone

Le statistiche sugli attacchi degli animali alle persone indicano che per ogni 1.000 casi registrati di rabbia negli animali, si registrano 28 casi di trasmissione dell'infezione all'uomo. Questo può accadere sia nella foresta che in città.

Quali sono le statistiche sugli attacchi di animali secondo il Centro per la sorveglianza sanitaria ed epidemiologica statale? Negli ultimi cinque anni solo a Mosca sono stati registrati circa 150.000 casi di attacchi di cani contro persone.

Attraverso la vaccinazione, i veterinari cercano di ridurre il numero di infezioni negli esseri umani. Lo stesso non si può dire degli animali selvatici, che non possono essere influenzati.

IN ambiente selvaggio Gli attacchi di animali si verificano ovunque. Lo dimostrano le statistiche sulla morte degli animali nel mondo la maggior parte gli incidenti mortali si verificano a causa dei seguenti predatori:

• ippopotami;
• elefanti;
• leoni, tigri e altri felini;
• squali.

Le statistiche sugli animali evidenziano l'orso come il più... pericoloso predatore nelle foreste russe. Particolarmente assetate di sangue sono le bielle che non sono riuscite a ibernare. Alla ricerca di cibo escono insediamenti rappresentando una minaccia per la popolazione. Solo a Sachalin si registrano 5 attentati all'anno, in Siberia la cifra è decine di volte superiore.

A rischio anche gli anfibi e gli insetti. Ogni anno circa 125mila persone muoiono a causa di morsi creature velenose in tutti i continenti.

conclusioni

Non può esserci vincitore nel confronto tra l’uomo e gli animali. Entrambe le parti dipendono l'una dall'altra. Gli zoologi affrontano una sfida seria: cercare di proteggere mondo animale dall’estinzione e allo stesso tempo fare di tutto perché non diventi una minaccia per la vita umana. Inoltre, le statistiche sugli animali mostrano un rapido declino delle singole popolazioni.

9.4.

Fertilità e mortalità popolazioni

La dinamica delle dimensioni e della densità della popolazione dipende strettamente dai tassi di natalità, di fertilità e di mortalità.

Fertilità-Questa è la capacità di una popolazione di aumentare di dimensioni. Caratterizza la frequenza di comparsa di nuovi individui nella popolazione. Esistono tassi di natalità assoluti e specifici. Assoluto tasso di natalità (totale) - il numero di nuovi individui (DNon) appariva per unità di tempo (DT). Il tasso di natalità specifico è espresso nel numero di individui per individuo per unità di tempo:

. (9.2)

Pertanto, per le popolazioni umane, il numero di bambini nati ogni anno per 1000 persone viene utilizzato come indicatore di fertilità specifica. Gli organismi viventi hanno un enorme potenziale di riproduzione e questo è confermato regola tasso di natalità massimo(riproduzione): in una popolazione si tende a formare il numero teoricamente massimo possibile di nuovi individui. Si ottiene in condizioni ideali, quando non ci sono limitazioni fattori ambientali e la riproduzione è limitata soltanto caratteristiche fisiologiche Tipo. Ad esempio, un dente di leone è in grado di popolarsi con i suoi discendenti in meno di 10 anni. Terra se tutti i semi germogliano. Un altro esempio. I batteri si dividono ogni 20 minuti. Di questo passo, una cellula in 36 ore può dare alla luce una prole che ricoprirà l'intero nostro pianeta con uno strato continuo. Di solito, esiste una fertilità ecologica o realizzata che si verifica in condizioni ambientali normali o specifiche. valore medio la fertilità è stata sviluppata storicamente come un adattamento che garantisce la ricostituzione delle popolazioni in declino. Naturalmente, nelle specie meno adatte a condizioni sfavorevoli alto tasso di mortalità

in età giovane (larvale) è compensata da una significativa fertilità. La dimensione e la densità di una popolazione dipendono anche dalla sua mortalità. La mortalità della popolazione è il numero di individui che sono morti durante un determinato periodo.DLa mortalità assoluta (totale) è il numero di individui uccisi per unità di tempo ().

Nm Specifica mortalità () è espresso dal rapporto tra mortalità assoluta e dimensione della popolazione:

La mortalità assoluta e specifica caratterizza il tasso di declino della popolazione dovuto alla morte di individui a causa di predatori, malattie, vecchiaia, ecc.

Esistono tre tipi di mortalità. Primo tipo di mortalità caratterizzato dallo stesso tasso di mortalità a tutte le età. Espresso come curva esponenziale (progressione geometrica decrescente). Questo tipo di mortalità si verifica raramente e solo in popolazioni costantemente esposte a condizioni ottimali.

Secondo tipo di mortalità caratterizzato da un aumento della mortalità degli individui fasi iniziali sviluppo ed è caratteristico della maggior parte delle piante e degli animali. La morte massima degli animali avviene nella fase larvale o in in giovane età, in molte piante, nella fase di crescita del seme e della piantina. Negli insetti, lo 0,3-0,5% delle uova deposte sopravvive fino all'età adulta; in molti pesci sopravvive l'1-2% della quantità di uova deposte.

Terzo tipo di mortalità caratterizzata da un aumento della mortalità degli adulti, soprattutto degli anziani. Si differenzia negli insetti le cui larve vivono nel suolo, nell'acqua, nel legno e anche in altri luoghi con condizioni favorevoli. In ecologia si è diffusa la costruzione grafica delle “curve di sopravvivenza” (Fig. 9.3).

Il meccanismo di regolazione della popolazione in natura è complesso e finora non esiste una giustificazione teorica completa. Studiando la stabilità dei numeri, è stato stabilito che le sue fluttuazioni in natura sono significativamente inferiori a quelle che potrebbero essere causate da cambiamenti nella fertilità. Cioè, il ruolo della fertilità nella regolazione del numero degli animali è piccolo.

Dinamica della popolazione tipi diversi gli animali cercano l'equilibrio, sebbene raggiunga una grande ampiezza. Questa proprietà della popolazione è dovuta a fertilità e mortalità . Anche con periodici alti e bassi numerici, questi due processi sono abbastanza equilibrati nel piano a lungo termine.

Bassa fertilità - immobile caratteristico orso, alce, capriolo, cervo, pinnipedi, alto intrinseco lupo, volpe, volpe artica, scoiattolo, topo muschiato. Questa o quella fertilità si è formata nel processo di evoluzione come adattamento della specie alle condizioni ambientali. Gli animali non sono in grado di rispondere rapidamente modificando la fertilità a qualsiasi deterioramento o miglioramento temporaneo dell'ambiente naturale, sebbene dispongano di un meccanismo di autoregolazione della riproduzione della popolazione. Una diminuzione della fertilità si osserva sia con un aumento della densità di popolazione della specie, sia con un forte deterioramento delle condizioni di vita, che è considerato un adattamento al mantenimento della popolazione della specie a un livello ottimale.

Ripristino dei numeri dopo un forte calo a seguito di disastri naturali(inondazioni, incendi, siccità, ghiaccio, ecc.) avvengono abbastanza rapidamente. È evidente anche la ricostituzione del numero di animali posti sotto protezione dopo uno sterminio eccessivo. IN condizioni naturali le popolazioni tendono ad aumentare il loro numero finché non si raggiunge uno stato di equilibrio con le condizioni ambientali. Questo livello dovrebbe essere considerato il massimo, poiché anche un leggero peggioramento delle condizioni di vita porterà a una diminuzione del numero. Ad alte densità, muore una percentuale maggiore di animali rispetto a basse densità. Il tasso di sopravvivenza degli animali giovani diminuisce lungo una curva esponenziale all’aumentare del loro numero (Smirnov, 1967).

Fertilità. Nella maggior parte delle specie di mammiferi è stata dimostrata la natura ereditaria della dimensione della cucciolata (in cervo- 1-3, maiale - 4-12, lupo – 4-10, mustelidi – 3-10, pinnipedi - 1-2, roditori 3-15, ecc.), ma può variare a seconda condizioni esterne. Sì, sì Volpi artiche della tundra continentale mangiare lemming, la dimensione della cucciolata è direttamente correlata all'abbondanza di questi roditori e in volpi artiche coste marine nutrendosi di emissioni costanti dal mare, la dimensione della covata quasi non varia di anno in anno. In piccolo mustelidi la dimensione della covata è correlata alla disponibilità di cibo. È stato inoltre stabilito che negli individui giovani (che si riproducono per la prima volta) e negli anziani, la dimensione della cucciolata è generalmente inferiore a quella degli animali di mezza età.

Il fattore principale nella sopravvivenza dei giovani animali è la fornitura di cibo a loro e ai loro genitori. In condizioni favorevoli ( bel tempo, abbastanza cibo, pochi predatori) la mortalità degli animali giovani è bassa. Se sfavorevole, la mortalità nelle cucciolate grandi è più alta che in quelle piccole, cosa più tipica per i nati alla maturità ( lagomorfi, ungulati). Nelle specie immature (nate nude, cieche e con il condotto uditivo chiuso), negli individui con una piccola covata, il tasso di sopravvivenza dei bambini è più elevato, e negli individui con una grande covata, i cuccioli si sviluppano più lentamente e crescono meno. vitale ( roditori, orsi, mustelidi).

Poiché nella maggior parte delle specie di mammiferi lo stadio sessualmente maturo (il periodo della gravidanza) dura diversi anni, durante i quali si riproducono (alcuni più volte all'anno, altri ogni anno e altri ogni 1-2 anni), quindi durante il periodo del parto e Per l'alimentazione dei piccoli essi devono consumare le riserve corporee non meno del limite fisiologico che consente loro di sopravvivere fino alla successiva stagione riproduttiva. A questo proposito, ciascuna specie ha sviluppato una propria strategia riproduttiva e modifiche adattative legate alla quantità di cibo. Il numero di cuccioli nati è determinato dalle risorse fisiologiche del corpo e dalle condizioni di vita prevalenti (disponibilità di cibo, riparo, condizioni meteorologiche), che è preceduto dal riassorbimento di tutti o parte degli embrioni, e dalla sicurezza dei nati i cuccioli sono determinati dal grasso della madre, dalle condizioni meteorologiche e dal numero di predatori.

La fertilità degli animali è determinata non solo dalla dimensione della covata, ma anche dal numero di figli all'anno. La maggior parte delle specie ha una covata all'anno ( ungulati, pinnipedi, castori, marmotte, scoiattoli di terra, maggioranza mustelidi, tutti i rappresentanti lupo ecc.), alcuni non si riproducono ogni anno ( balene, A volte gli orsi ecc.) e rappresentanti topo, criceto, lagomorfo E singole specie altri taxa producono 2-3 o più cucciolate all'anno. Più grande è l'animale e durata più lunga la sua vita, minore sarà la sua fertilità, e viceversa.

Stagionalità della riproduzione. La stagione riproduttiva di ciascuna specie è limitata al periodo dell'anno in cui l'allevamento dei piccoli può essere più produttivo. Questo di solito accade in primavera e in estate, quando diventa disponibile una sufficiente varietà di cibo. La maggior parte dei parti immaturi (tane, tane) ha bambini in inverno ( gli orsi) O all'inizio della primavera (lupi, volpi, tassi, piccolo mustelidi, marmotte, castori e così via.). Questi animali hanno una lunga lattazione, che coincide con sfavorevole periodo primaverile. I piccoli iniziano ad emergere dai loro rifugi durante un periodo favorevole di crescita attiva della vegetazione.

Negli animali che non forniscono ricoveri per il parto, il momento della nascita dei piccoli è più strettamente legato alla fenologia della vegetazione e più spesso avviene a metà e fine primavera, periodo di crescita attiva delle piante erbacee.

I periodi di accoppiamento, gravidanza e alimentazione dei piccoli in alcune specie si sostituiscono rapidamente ( topo, criceto). In altri, la gravidanza è molto più lunga (fino a 270-360 giorni o più), e l’accoppiamento e la nascita della prole avvengono in termini diversi. Maggior parte ungulati L'estro avviene in estate o in autunno e i cuccioli nascono in primavera. U pinnipedi L'accoppiamento avviene subito dopo la nascita nelle colonie di maternità e la gravidanza può raggiungere quasi un anno, cioè l'intero periodo della vita fuori terra.

In molti mammiferi che partoriscono in primavera, la vera gravidanza dura 2-4 mesi. Per evitare l'estro durante le stagioni rigide, tali specie hanno sviluppato un impianto ritardato (fase latente). Dopo la fecondazione dell'ovulo, la blastula non si attacca alla placenta e non si sviluppa fino all'impianto, dopo il quale si sviluppa l'embrione (vera gravidanza). Sì, sì capriolo L'estro avviene in luglio-agosto, i cuccioli nascono a maggio. U tasso Allo stesso modo, l'accoppiamento avviene in luglio-agosto, i cuccioli compaiono in marzo-aprile. Lo stadio latente è stato notato orsi, talpe siberiane, tutti i pinnipedi, mustelidi, con l'eccezione di lontre, donnole, donnole, solonghi, furetti e visoni europei.

Fecondità e densità di popolazione. La fertilità e il tasso di riproduzione degli animali sono inversamente proporzionali alla loro densità di popolazione. In molte specie di mammiferi ( ratti, topi, marmotte, castori, topi muschiati, cervi ecc.) le capacità riproduttive si riducono drasticamente con l'aumento della densità di popolazione, a causa della maggiore frequenza di contatti diretti e indiretti degli individui, dell'aumento dell'attività surrenale-corticale nel corpo, con conseguente ritardo nello sviluppo e nella crescita e una diminuzione della percentuale di donne incinte. L'alta densità ha un impatto significativo sulla riduzione delle risorse alimentari, pertanto, con una scarsa disponibilità di cibo, diminuisce anche la fertilità degli animali. Una diminuzione dell'approvvigionamento alimentare porta ad un aumento della morte di animali giovani, all'indebolimento dovuto alle malattie e alla mortalità degli adulti. Una diminuzione del tasso di natalità combinata con un aumento della mortalità degli animali giovani può modificare in modo significativo la dimensione della popolazione. Un altro risultato dell'influenza della densità di popolazione sono le migrazioni degli animali.

Sembrerebbe che gli animali con elevata fertilità dovrebbero essere più numerosi di quelli con bassa fertilità. La fecondità influenza senza dubbio l’abbondanza di una specie, ma questa influenza varia notevolmente a seconda di come è regolata la crescita della popolazione. Inoltre, questa dipendenza può essere molto complessa.

Gli animali con bassa fertilità hanno una minore influenza sul declino della capacità di alimentazione e di nidificazione degli habitat, soffrono meno per la mancanza di cibo e sopravvivono in sicurezza all’influenza di altri fattori ambientali sfavorevoli (biotici e abiotici).

Capacità media – insieme di condizioni biotiche e di risorse di varia natura che assicurano la prospera esistenza delle popolazioni animali durante lo svolgimento del loro ciclo vitale.

La densità della popolazione è limitata da due tipi di risorse. Primo - non rinnovabile – spazi o siti di nidificazione. L'utilizzo di questa risorsa si realizza attraverso la territorialità degli animali. Territorialità – meccanismo comportamentale di auto-separazione attiva nello spazio degli individui e dei gruppi ( famiglie, greggi) animali presenti nel territorio di una determinata popolazione. Cioè, una lunga permanenza di individui all'interno di un determinato territorio determinato, comprese relazioni agonistiche tra individui con evitamento reciproco, dimostrazione di una minaccia ai confini della loro area (famiglia) o aggressione attiva nei confronti di un violatore di confini.

Di conseguenza si sviluppano le relazioni territoriali competizione intraspecifica per tutte le risorse del territorio: cibo, acqua, sorgenti minerali, rifugi, territorio, ecc. In alcuni casi, le relazioni agonistiche portano al ferimento e alla distruzione dei membri della tribù, ma più spesso vengono utilizzate forme ritualizzate di pose espressive e un complesso di mezzi di segnalazione utilizzati dagli animali (segnali sonori e visivi, chemiocomunicazione e altri metodi per marcare un individuo o ambito familiare). Il territorio del gruppo è protetto dai vicini sia dai singoli membri dominanti che da tutti i membri del gruppo (famiglia).

Per delimitare i confini del sito vengono utilizzati escrementi, urina e graffi sul terreno nei luoghi di minzione e defecazione ( gatti, volpi, lupi) o sugli alberi ( gli orsi), scavando ( marmotte).

Il comportamento territoriale può essere osservato durante l'intero periodo di attività ( marmotte, castori, orsi, lupi) o solo durante un certo periodo (durante la stagione riproduttiva di pinnipedi, ungulati).

Determinano le caratteristiche della specie del comportamento territoriale struttura spaziale popolazione, la sua dinamica nel tempo. In una popolazione ci sono sempre individui associati determinato territorio e individui extraterritoriali ed erranti. Gli individui che non sono in grado di mantenere un territorio sono spesso esclusi dalla riproduzione o la loro probabilità di riproduzione è drasticamente ridotta. Il comportamento territoriale riduce il numero di individui effettivamente riproduttori, mantenendo una densità di popolazione ottimale. Se le risorse non rinnovabili vengono completamente utilizzate dalla popolazione, viene prodotta la dimensione della popolazione più elevata.

Secondo tipo - risorse rinnovabili (cibo, acqua, luce) di cui la popolazione è continuamente rifornita. Una grande popolazione può ridurre al limite le risorse rinnovabili basso livello- diventeranno difficili da reperire e non garantiranno la crescita della popolazione. Tuttavia, queste risorse non sono mai completamente esaurite.

Le risorse rinnovabili vengono mantenute ad un livello di equilibrio grazie al loro equilibrio tra sfruttamento e produzione. Cioè, quando una popolazione raggiunge una dimensione corrispondente alla capacità dell'ambiente, il suo fabbisogno di risorse diventa pari al tasso del loro rinnovamento. Se la popolazione supera la capacità di carico dell’ambiente, lo sfruttamento supera la produzione, le risorse si esauriscono, i membri della popolazione muoiono di fame e il loro numero inizia a diminuire. Al contrario, se le risorse rinnovabili aumentano, si creano le condizioni per l’esistenza di una popolazione più numerosa.

Un classico esempio della dipendenza della dimensione della popolazione dalla capacità dell’ambiente è stato l’esperimento con il rilascio cervo rosso su o. Biryuchiy nel Mar d'Azov. I 60 individui liberati si riprodussero bene e aumentarono il loro numero di quasi 20 volte. A causa dell'esaurimento delle risorse alimentari, la riproduzione diminuì, iniziarono le malattie e quasi tutti i cervi morirono. Successivamente la vegetazione si è ripresa e il numero dei cervi ha ripreso ad aumentare.

Mortalità e aspettativa di vita degli animali. Gli animali selvatici tenuti negli zoo possono vivere a lungo, molto più a lungo che in natura (Tabella 2). Durata media La durata della vita degli individui è circa il 50% di quella massima e solo pochi sopravvivono fino alla vecchiaia naturale in condizioni naturali. Gli animali più longevi sono quelli di grandi dimensioni. Gli animali di piccola taglia hanno una durata di vita più breve.

Nei piccoli animali ( roditori simili a topi) con l'aumentare dell'età, il numero di individui diminuisce costantemente e in modo abbastanza brusco, dando una curva esponenziale. La curva scende particolarmente bruscamente nel primo anno di vita, a causa dell'elevata mortalità infantile. Un quadro simile della curva di mortalità si osserva nei primi anni di vita negli animali longevi. Ma nel gruppo degli animali di età matura la curva si stabilizza e scende leggermente, mentre nel settore degli anziani scende molto rapidamente.

La maggior parte dei mammiferi infanzia Il tasso di mortalità dei diversi sessi è approssimativamente lo stesso. Dopo l'inizio della maturità sessuale, la maggiore mortalità dei maschi nella maggioranza è dovuta al territorialismo e ad un ruolo attivo nella protezione del territorio, nonché alla maggiore mobilità dei maschi durante la stagione riproduttiva.

I fattori che limitano il numero di animali sono:

Capacità energetica(disponibilità di acqua e mangime, composizione di microelementi e contenuto calorico) degli habitat delle specie.

Disponibilità di risorse alimentari per gli animali (profondo manto nevoso riduce la disponibilità di mangime, soffrono soprattutto gli animali giovani).

Densità della popolazione animale(un gran numero di contatti sociali diretti e indiretti provoca cambiamenti nell'equilibrio ormonale negli animali e, attraverso reazioni psicoendocrine, sopprime le funzioni riproduttive e ritarda la pubertà, e un piccolo numero di contatti tra individui stimola la riproduzione e la pubertà precoce).

Le migrazioni sono una conseguenza del sovraffollamento della popolazione della specie in condizioni di mancanza di cibo. Costringono gli animali a spostarsi in aree insolite per la specie, che molto spesso non dispongono del necessario insieme di condizioni ambientali favorevoli. Il risultato è morte di massa animali.

In molte specie animali ci sono animali di 4,6,10,12,30,60 anni, ecc. cicli di cambiamento della popolazione ( lemming, lepri, scoiattoli e così via.). Specie di massa I roditori che interagiscono con la vegetazione alimentare mostrano cambiamenti nell'abbondanza simili alle interazioni predatore-preda. Quando i numeri diminuiscono roditori(vittime) si riduce anche il numero dei predatori. La regolarità dei cicli è spiegata dal fatto che l'azione del fattore principale - l'interazione predatore-preda - è solo leggermente complicata dall'influenza di altri fattori e dalla tendenza a cambiamenti indipendenti i numeri in diverse aree vengono eliminati dalle migrazioni.

Invasioni e migrazioni. Oltre alla mancanza di cibo, alla morte causata dai predatori e alle malattie, i movimenti di massa hanno un impatto significativo sul numero di animali. Il fattore principale che determina le invasioni è la mancanza di cibo ( scoiattoli, lemming ecc.), e talvolta una reazione a numeri elevati. Un numero significativamente maggiore di animali giovani è coinvolto nelle invasioni rispetto agli adulti e ai vecchi.

Il termine “migrazione” è associato a tre tipi di movimenti:

Molte specie animali non migratori sperimentano cambiamenti stagionali negli habitat. La migrazione differisce in modo significativo dalle migrazioni puramente locali più a lungo sentieri e il fatto che siano presenti zone di svernamento certo posto, dove l'animale viene inviato intenzionalmente e regolarmente. Le migrazioni verticali stagionali nelle aree montuose costituiscono una categoria intermedia.

Ci sono movimenti che sono una risposta diretta al maltempo e quindi non si verificano ogni anno. La migrazione differisce da questi movimenti per la sua regolarità e per il fatto che avviene prima dell'insorgere di cattive condizioni.

Anche le invasioni sono movimenti irregolari.

La migrazione può essere considerata il risultato dell'attività della selezione naturale. Migrazioni osservate balene SU periodo estivo verso le acque boreali e artiche meridionali o settentrionali, ricche di cibo, e ritornano per l'inverno nelle zone tropicali e subtropicali, dove le balene mangiano poco o addirittura per niente. Ci sono anche migrazioni regolari foche da pelliccia settentrionali dai luoghi di riproduzione delle isole alle acque boreali l'oceano Pacifico, pinnipedi ( foca dell'arpa, foca incappucciata). Alcuni tipi pipistrelli Fanno lunghe migrazioni (come gli uccelli) da nord a sud e ritorno. Renna migra dalla tundra per centinaia di chilometri nelle foreste, ecc.

Storicamente, le migrazioni si sono verificate nei casi in cui fornivano l'uno o l'altro velocità più elevata riproduzione o altro bassa mortalità rispetto ad uno stile di vita sedentario. Sono tipici dei luoghi con diesis cambio stagionale condizioni di vita.

Insediamento. Durante la stagione riproduttiva o in altri periodi dell'anno, una particolare specie animale tende a disperdersi in habitat idonei all'interno del suo areale. La distribuzione degli animali non è uniforme: nelle aree con cibo abbondante - con alta densità, nelle zone povere - basso. La dispersione si riferisce al movimento di animali giovani dai loro luoghi di nascita. La dispersione è caratteristica sia delle specie che conducono uno stile di vita solitario sia delle specie che vivono in gruppi (mandrie, colonie). I trasferimenti e le invasioni sono la dispersione degli animali su lunghe distanze. In condizioni ambientali favorevoli, in alcuni casi, il reinsediamento porta ad un’espansione dell’areale della specie, osservata negli anni ’30 del XX secolo, quando scoiattolo, lince e alce nel processo di insediamento naturale penetrarono nel territorio della Kamchatka.

Gli animali territoriali, alla ricerca di habitat idonei, riconoscono le aree occupate da un sistema di segni (segnali) identificativi: chimici, ottici, sonori e dal corrispondente comportamento dei loro proprietari. Quindi, comportamento territoriale ha un noto effetto ausiliario che favorisce l'insediamento degli animali (migranti).

È noto che la lotta per la terra è quasi sempre accompagnata da minacce. Raramente causano lesioni o morte. Di solito chi oltrepassa il confine si ritira dopo aver minacciato manifestazioni e azioni. Cioè, la ritirata dell'invasore è altrettanto importante per preservare il territorio della specie quanto la difesa del proprietario. Le più attive nella protezione dei propri confini (aree) sono quelle specie di animali la cui gerarchia nel gruppo è la meno rigida o che vivono in famiglie.

Come risultato dell'azione della selezione naturale, la fertilità di ciascuna specie è stabilita ad un livello tale da garantire la sopravvivenza il numero più grande giovani fino all’età in cui sono capaci di un’esistenza indipendente. Il limite è fissato dalla dimensione della covata, poiché la mortalità è maggiore dove viene diviso il cibo un largo numero discendenti.

Gli animali in natura hanno un tasso di mortalità così alto che età media ben al di sotto dell’età alla quale sono potenzialmente in grado di vivere. L’elevata mortalità è una conseguenza inevitabile dell’elevata fertilità. L’elevata fertilità è un adattamento che compensa una maggiore mortalità. L'acquisizione di maggiore resistenza e longevità da parte di una specie si accompagna ad una diminuzione della fertilità. Crescita E mortalità deve corrispondere all'alimentazione e alla nidificazione contenitori caratteristico della specie habitat. La combinazione armoniosa e l'influenza reciproca di ciascun lato di questa triade garantisce la prospera esistenza a lungo termine della specie. Il meccanismo dell'influenza reciproca è molto complesso e nelle diverse fasi dell'esistenza il ruolo e la forza dell'influenza di vari fattori sulla popolazione possono cambiare in modo significativo. Vari fattori non necessariamente si escludono a vicenda, ma al contrario possono agire insieme o annullarsi a vicenda.

A questo proposito, il concetto è ampiamente utilizzato nella gestione dei giochi "numero ottimale" popolazioni dovrebbero essere applicate a diverse fasi della dinamica demografica della popolazione in questione in un luogo particolare. Ogni numero di animali (basso, medio, alto) corrisponde alla capacità dell'ambiente, cioè è ottimale per la capacità dell'ambiente in un certo periodo di tempo. La capacità dell’ambiente cambia dinamicamente di anno in anno, per cui è assurda la formulazione “dimensione ottimale” di una specie o di qualsiasi popolazione, che è simile alla definizione “ temperatura media i corpi di tutti i pazienti in un ospedale”.

I fattori di esistenza e la dinamica delle popolazioni qui brevemente delineati costituiscono la base biologica ed ecologica per l’esistenza delle specie in ecosistemi naturali. La loro conoscenza e le modifiche annuali ammontano a base biologica il monitoraggio, al quale si aggiunge una significativa integrazione con le registrazioni quantitative delle popolazioni e delle specie di selvaggina, che consentono di cogliere rapidamente l'andamento dei cambiamenti delle risorse.

La dinamica delle dimensioni e della densità della popolazione dipende strettamente dai tassi di natalità, di fertilità e di mortalità.

Fertilità - Questa è la capacità di una popolazione di aumentare di dimensioni. Caratterizza la frequenza di comparsa di nuovi individui nella popolazione. Esistono tassi di natalità assoluti e specifici. Assoluto tasso di natalità (totale) - il numero di nuovi individui (DNn) che compaiono per unità di tempo (Dt). Il tasso di natalità specifico è espresso nel numero di individui per individuo per unità di tempo:

Pertanto, per le popolazioni umane, il numero di bambini nati ogni anno per 1000 persone viene utilizzato come indicatore di fertilità specifica. Gli organismi viventi hanno un enorme potenziale di riproduzione e questo è confermato regola della massima fertilità (riproduzione): in una popolazione si tende a formare il numero teoricamente massimo possibile di nuovi individui. Si ottiene in condizioni ideali, quando non esistono fattori ambientali limitanti e la riproduzione è limitata solo dalle caratteristiche fisiologiche della specie. Ad esempio, un dente di leone può popolare il globo con i suoi discendenti in meno di 10 anni se tutti i semi germinano. Un altro esempio. I batteri si dividono ogni 20 minuti. Di questo passo, una cellula in 36 ore può dare alla luce una prole che ricoprirà l'intero nostro pianeta con uno strato continuo. Di solito, esiste una fertilità ecologica o realizzata che si verifica in condizioni ambientali normali o specifiche. Il valore medio della fertilità è stato sviluppato storicamente come un adattamento che garantisce la ricostituzione delle popolazioni in declino. Naturalmente, nelle specie meno adattate alle condizioni sfavorevoli, l'elevata mortalità in età giovanile (larvale) è compensata da una significativa fecondità.

La dimensione e la densità di una popolazione dipendono anche dalla sua mortalità. La mortalità della popolazione è il numero di individui che sono morti durante un determinato periodo. La mortalità assoluta (totale) è il numero di individui uccisi per unità di tempo (DNm).

Specifica la mortalità (d) è espressa come rapporto tra mortalità assoluta e dimensione della popolazione:

La mortalità assoluta e specifica caratterizza il tasso di declino della popolazione dovuto alla morte di individui a causa di predatori, malattie, vecchiaia, ecc.

Esistono tre tipi di mortalità. Primo tipo di mortalità caratterizzato da uguale mortalità a tutte le età. Espresso come curva esponenziale (progressione geometrica decrescente). Questo tipo di mortalità si verifica raramente e solo in popolazioni costantemente esposte a condizioni ottimali.

Secondo tipo di mortalità caratterizzato da un aumento della morte degli individui nelle prime fasi di sviluppo ed è caratteristico della maggior parte delle piante e degli animali. La morte massima degli animali avviene nella fase larvale o in giovane età, in molte piante - nella fase di crescita dei semi e delle piantine. Negli insetti, lo 0,3-0,5% delle uova deposte sopravvive fino all'età adulta, in molti pesci - l'1-2% della quantità di uova deposte.

Terzo tipo di mortalità caratterizzata da un aumento della mortalità degli adulti, soprattutto degli anziani. Si differenzia negli insetti le cui larve vivono nel suolo, nell'acqua, nel legno e in altri luoghi con condizioni favorevoli. In ecologia si è diffusa la costruzione grafica delle “curve di sopravvivenza” (Fig. 9.3).

Riso. 9.3. Vari tipi curve di sopravvivenza

Tracciando la durata della vita come percentuale della durata della vita totale sull'asse x, possiamo confrontare le curve di sopravvivenza di organismi la cui durata di vita differisce in modo significativo. Sulla base di tali curve è possibile determinare i periodi durante i quali una particolare specie è particolarmente vulnerabile. Poiché la mortalità è soggetta a fluttuazioni più marcate e dipende più da fattori ambientali che dalla fertilità, gioca ruolo principale nella regolazione della popolazione.